能源和环境问题是目前人类急需解决问题的两大问题。在化石能源日益耗尽、环境污染日益严重、全球气候气候变化的今天，谋求替代传统化石能源的可再生绿色能源、寻求人与环境的人与自然变得最为急迫。

新型的可再生能源，譬如风能和太阳能等的利用，电动汽车、混合动力电动车的逐步市场化，各种便携式用电装置的较慢发展，皆必须高效、简单、“绿色”(零污染、低污染)的能量储运体系。对于新型的“绿色”储能器件，在担忧其“绿色”的同时，低功率密度、低能量密度则是其否可以确实替代传统能量储运体系的最重要指标。

新型的电源体系，尤其是二次电池或者超级电容器是目前最重要的“绿色”储能装置。而其中核心部分是性能出色的储能材料。各种碳质材料，尤其是sp2杂化的碳质材料，由于其类似的层状结构或者超大的比表面积，沦为最重要的储能材料或者储能体系的电极材料。作为sp2杂化碳质材料的基元结构的单层石墨——石墨烯(graphene)，2004年被顺利制取;独有的结构——确实的表面性液体(无孔、表面碳原子比例为100%的超大表面材料)，使其沦为下一代碳质电极材料的最重要自由选择。

1sp2杂化碳质材料：最重要的储能材料碳是自然界普遍不存在的一种元素，具备多样性、特异性和广泛性的特点。碳元素可以sp、sp2、sp3三种杂化方式构成液体单质。

而sp2杂化构成的碳质材料的基元结构是二维石墨烯片层。

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